Сплав БрКМц3-1

Бронза БрКМц3-1 — безоловянная деформируемая кремнисто-марганцевая бронза, легированная кремнием (2,7–3,5 %) и марганцем (1,0–1,5 %). Основа сплава — медь (94–96,3 %). Марка расшифровывается следующим образом: Бр — бронза, К — кремний, Мц — марганец, 3 — приблизительное содержание кремния в процентах, 1 — приблизительное содержание марганца.

Сплав регламентирован ГОСТ 18175-78 «Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки». Материал характеризуется коррозионной стойкостью, высоким сопротивлением сжатию и хорошей свариваемостью, пригоден для обработки давлением в горячем и холодном состоянии.

Химический состав бронзы БрКМц3-1 по ГОСТ 18175-78

Массовая доля элементов в сплаве и допустимых примесей приведена в таблице. Медь составляет основу сплава; её расчётное содержание — 94–96,3 %.

Элемент	Обозначение	Содержание, %
Кремний	Si	2,7–3,5
Марганец	Mn	1,0–1,5
Медь	Cu	94–96,3 (основа)

Допустимые примеси (не более):

Примесь	Обозначение	Не более, %
Железо	Fe	0,3
Никель	Ni	0,2
Свинец	Pb	0,03
Цинк	Zn	0,5
Олово	Sn	0,25

Суммарная массовая доля примесей — не более 1 %. По согласованию изготовителя с потребителем допускается увеличение содержания железа до 1,5–2,0 % за счёт уменьшения массовой доли меди (ГОСТ 18175-78, примечание 3 к таблице 1).

Физические свойства сплава БрКМц3-1

Физические характеристики приведены при температуре 20 °С (если не указано иное).

Параметр	Значение	Единица измерения
Плотность	8470	кг/м³
Модуль упругости первого рода (E)	1,15·10⁵	МПа
Коэффициент теплопроводности	46	Вт/(м·°С)
Удельное электросопротивление	150·10⁻⁹	Ом·м
Удельная теплоёмкость (20–100 °С)	377	Дж/(кг·°С)
Коэффициент линейного расширения (20–100 °С)	18·10⁻⁶	1/°С

Плотность 8470 кг/м³ (8,47 г/см³) близка к значениям других кремниевых бронз и несколько ниже плотности оловянных бронз, что выгодно при расчёте массы заготовок и конструкций.

Механические свойства кремнисто-марганцевой бронзы БрКМц3-1

Механические характеристики зависят от вида полуфабриката и состояния материала (мягкий после отжига или твёрдый после нагартовки).

Предел кратковременной прочности и относительное удлинение

Сортамент	Нормативный документ	σв, МПа	δ5, %
Пруток прессованный	ГОСТ 1628-2019	340	20
Пруток твёрдый (тянутый)	ГОСТ 1628-2019	490	10–15
Проволока твёрдая	ГОСТ 5222-2016	760–880	—
Полоса мягкая	ГОСТ 4748-92	350	28–35
Полоса твёрдая	ГОСТ 4748-92	590–760	2–5

Широкий диапазон прочности (от 340 МПа для прессованных прутков до 880 МПа для твёрдой проволоки) обусловлен степенью деформационного упрочнения (нагартовки). Это позволяет подбирать состояние материала под конкретные требования: пластичный для штамповки и гибки или упрочнённый для пружин и упругих элементов.

Твёрдость по Бринеллю

Состояние	HB 10⁻¹, МПа
Пруток прессованный	65
Сплав мягкий (отожжённый)	70–90
Пруток твёрдый (тянутый)	150

Коэффициент трения БрКМц3-1

Условия	Коэффициент трения
Со смазкой	0,013
Без смазки (сухое трение)	0,4

Низкий коэффициент трения со смазкой (0,013) определяет пригодность сплава для деталей, работающих в условиях скольжения: подшипники, втулки, направляющие.

Технологические свойства бронзы БрКМц3-1

Обработка давлением и термообработка

Сплав обрабатывается давлением как в горячем, так и в холодном состоянии. Температура горячей обработки — 750–850 °С. Отжиг проводят при 700–750 °С для снятия нагартовки и восстановления пластичности. У тянутых прутков из БрКМц3-1 обязательно снимают внутренние напряжения (ГОСТ 1628-2019, п. 5.22).

Материал хорошо обрабатывается резанием и легко подвергается пластической деформации. Даже в твёрдом состоянии при диаметре заготовки до 15 мм бронза БрКМц3-1 пригодна для навивки пружин.

Свариваемость

Бронза БрКМц3-1 пригодна для сварки. Проволока из этого сплава используется для ручной сварки в защитных газах нежёстких конструкций из меди и для автоматической сварки меди под флюсом. Кремний и марганец обеспечивают раскисление меди в процессе сварки, что снижает пористость швов и улучшает качество соединения.

Применение кремниевой бронзы БрКМц3-1

Сочетание коррозионной стойкости, высокой прочности и упругих свойств определяет следующие области применения:

Отрасль	Типичные изделия
Химическая промышленность	Детали химических аппаратов, арматура, работающая в агрессивных средах
Судостроение	Детали, эксплуатируемые в морской воде и влажной атмосфере
Машиностроение	Пружины, пружинящие детали, упругие элементы
Сварочное производство	Сварочная проволока и прутки для сварки меди
Общее машиностроение	Сварные конструкции, втулки, подшипники скольжения

Кремниевая бронза устойчива в промышленной и морской атмосфере, в сухих газах (сернистом, сероводороде, хлористом водороде, аммиаке), что расширяет возможности её применения в агрессивных условиях эксплуатации.

Зарубежные аналоги сплава БрКМц3-1

В таблице приведены ближайшие аналоги по зарубежным стандартам.

Страна / система	Обозначение
США (UNS)	C65500
Великобритания (BS)	CS101
Евросоюз (EN)	CuSi3Mn1 (CW116C)
Италия (UNI)	PCuSiMn1
Международный (ISO)	CuSi3Mn1

Формы поставки бронзового проката БрКМц3-1

Полуфабрикаты из бронзы БрКМц3-1 выпускаются в различных видах проката. Ниже указаны основные виды изделий и соответствующие им нормативные документы.

Прутки бронзовые БрКМц3-1

Прутки регламентируются ГОСТ 1628-2019 «Прутки бронзовые. Технические условия». Выпускаются следующих видов:

Вид прутка	Сечение	Диаметр / размер
Тянутый	Круглое	5–40 мм
Тянутый	Квадратное	5–40 мм
Тянутый	Шестигранное	5–40 мм
Прессованный	Круглое	16–160 мм
Горячекатаный	Круглое	30–100 мм

Прессованные прутки бронзовые повышенной точности выпускаются диаметром от 30 до 120 мм. Тянутые прутки изготавливаются нормальной и повышенной точности.

Проволока бронзовая БрКМц3-1

Проволока регламентируется ГОСТ 5222-2016 «Проволока из кремнемарганцовой бронзы. Технические условия». Изготавливается холоднодеформированной в твёрдом состоянии. Предназначена для упругих элементов.

Сечение	Размерный ряд
Круглое	диаметр 0,1–10 мм
Квадратное	сторона 0,6–3 мм

Сварочная проволока и прутки из сплава БрКМц3-1 для сварки медных конструкций изготавливаются по ГОСТ 16130-90 «Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе сварочные». Также действует национальный стандарт ГОСТ Р 54150-2010 «Проволока из бронзы марки БрКМц3-1. Технические условия».

Полосы и ленты из кремнисто-марганцевой бронзы

Полосы и ленты регламентируются ГОСТ 4748-92 «Полосы и ленты из кремнисто-марганцевой бронзы. Технические условия». Все изделия — холоднокатаные.

Вид изделия	Толщина, мм	Состояние
Полосы	0,5–10,0	Мягкое, полутвёрдое, твёрдое
Ленты	0,05–2,0	Мягкое, полутвёрдое, твёрдое

Ширина полос — до 600 мм, длина — от 400 до 2000 мм. Ширина лент — от 10 до 300 мм, длина — не менее 5 м. Подробнее о сортаменте бронзового проката различных марок — в соответствующем разделе сайта.

Нормативные документы на бронзу БрКМц3-1

Сводная таблица действующих стандартов на сплав и полуфабрикаты:

Документ	Объект стандартизации
ГОСТ 18175-78	Химический состав безоловянных бронз
ГОСТ 1628-2019	Прутки бронзовые
ГОСТ 5222-2016	Проволока из кремнемарганцовой бронзы
ГОСТ 4748-92	Полосы и ленты из кремнисто-марганцевой бронзы
ГОСТ Р 54150-2010	Проволока из бронзы марки БрКМц3-1
ГОСТ 16130-90	Сварочная проволока и прутки из меди и сплавов